一种用于岩土体钻孔内模型试验的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于岩土体钻孔内模型试验的装置，底板的上方依次设置有支撑板、压板、安装板，底板、支撑板、压板与安装板之间通过调节结构连接；底板上顶升元件的顶部设置有承压板，承压板上设置有力传感器，支撑板上设置有与承压板相适配的通孔，支撑板上设置有模型箱；支撑板上设置有孔壁测试机构，安装板上设置有孔内测试机构，压板上设置有使孔内测试机构穿过的避让孔一；孔壁测试机构、力传感器均通过数据采集器与计算机连接。本发明专利技术还公开了一种用于岩土体钻孔内模型试验装置的方法，本发明专利技术采用上述的用于岩土体钻孔内模型试验的装置及方法，能够解决现有的岩土体试验无法模拟实际受力，导致试验测试存在较大误差的问题。题。题。

【技术实现步骤摘要】
一种用于岩土体钻孔内模型试验的装置及方法


[0001]本专利技术涉及岩土体试验
，尤其是涉及一种用于岩土体钻孔内模型试验的装置及方法。

技术介绍

[0002]在岩土工程与地质工程领域中，一般需要钻取地层岩土体样品开展室内试验用于测定岩土体的物理力学性质参数，以便于进行合理的建构筑物设计计算与加固施工。而事实上，钻取地层岩土体样品会破坏岩土体的原位受力状态与微观结构，导致室内测定的岩土体物理力学性质参数量值与原位实际的岩土体物理力学性质参数量值有一定误差。因此需要开发一种能够模拟实际岩土体受力的试验装置，以减小试验测试误差。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种用于岩土体钻孔内模型试验的装置，解决现有的岩土体试验无法模拟实际受力，导致试验测试存在较大误差的问题。本专利技术的另一个目的是提供一种用于岩土体钻孔内模型试验装置的方法。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供了一种用于岩土体钻孔内模型试验的装置，包括底板，底板的上方设置有支撑板，支撑板的一端上方设置有压板，压板的上方设置有安装板，底板、支撑板、压板与安装板之间通过调节结构连接；底板上设置有顶升元件，顶升元件的顶部设置有承压板，承压板上设置有测量顶升力的力传感器，支撑板上设置有与承压板相适配的通孔，支撑板上设置有模型箱，模型箱位于通孔的正上方，压板位于模型箱的正上方；支撑板上设置有孔壁测试机构，孔壁测试机构位于模型箱的一侧，安装板上设置有孔内测试机构，孔内测试机构位于模型箱的正上方，压板上设置有使孔内测试机构穿过的避让孔一；孔壁测试机构、力传感器均通过数据采集器与计算机连接，计算机、顶升元件和孔壁测试机构与电源连接。
[0005]优选的，所述调节结构包括螺杆二，底板、支撑板、压板与安装板上设置有使螺杆二穿过的通孔，底板、支撑板、压板与安装板的上下表面均设置有限位的螺母，螺母套设在螺杆二上。
[0006]优选的，所述底板的一端与支撑板的一端设置有螺杆一，底板、支撑板上设置有使螺杆一穿过的通孔，底板、支撑板的上下表面均设置有限位的螺母，螺母套设在螺杆一上。
[0007]优选的，所述模型箱为三个侧面封闭，一个侧面敞口的矩形结构，模型箱的上顶面和下底面敞口设置，模型箱的内部设置有将侧面敞口封闭的侧板一或侧板二，侧板二的中部设置有向内凹的半圆柱型的模具。
[0008]优选的，所述顶升元件为千斤顶，千斤顶通过油管与油泵连接，油泵与控制箱连接，控制箱与电源连接。
[0009]优选的，所述承压板的中部设置有放置力传感器的安装盒，安装盒的侧壁与承压板之间通过若干个加筋板连接，安装盒的侧壁上设置有使力传感器的线穿过的缺口，力传
感器与数据采集器连接。
[0010]优选的，所述压板的避让孔一上设置有将避让孔封闭的盖板，盖板的下表面上设置有与避让孔一相适配的凸块，凸块下表面与压板下表面平齐。
[0011]优选的，所述孔壁测试机构包括反力座，反力座固定在支撑板上，反力座通过法兰座与电动缸连接，电动缸的推动杆上螺纹连接有力传感器一，力传感器一通过连接管与探头连接，连接管的两端分别与力传感器一、探头螺纹连接，连接管上设置有使探头的线穿过的开口，探头、力传感器一、电动缸均与数据采集器连接。
[0012]优选的，所述孔内测试机构包括支座，支座相对的设置在安装板上，支座之间设置有转轴，转轴与支座转动连接，转轴的一端设置有带动转轴转动的摇把，转轴上缠绕有钢丝绳，钢丝绳的底部设置有孔内原位测试仪，安装板上设置有使孔内原位测试仪穿过的避让孔二。
[0013]上述用于岩土体钻孔内模型试验装置的方法，包括以下步骤：
[0014]S1、转动螺母，调整压板与支撑板的距离，便于向模型箱内装填岩土体，千斤顶带动承压板上升，使得承压板的上表面与支撑板的上表面平齐；
[0015]S2、将侧板一放置在模型箱的敞口侧面上，向模型箱内装填岩土体，采用钻头在岩土体中间钻孔，形成孔内测试模型，调节螺母，使压板下表面与模型箱顶面接触；
[0016]或将侧板二放置在模型箱的敞口侧面上，向模型箱内装填岩土体，然后将侧板二取出，形成孔壁测试模型，将盖板的凸块放入避让孔一内，盖板与压板通过螺钉固定连接，调节螺母，使压板下表面与模型箱顶面接触；
[0017]S3、千斤顶带动承压板上升，直到力传感器压力达到目标值P，维持压力恒定；
[0018]S4、通过把手带动转轴转动，孔内原位测试仪下降进入到孔内测试模型的中间孔内进行试验；
[0019]或通过电动缸带动力传感器一和探头以特定速度移动，对孔壁测试模型的孔壁进行加载测试。
[0020]本专利技术所述的一种用于岩土体钻孔内模型试验的装置及方法的优点和积极效果是：
[0021]1、通过千斤顶、承压板和压板的设置提高了模型箱内岩土体力学性能的均匀性，可以有效的模拟岩土体钻孔地质模型竖向应力条件。
[0022]2、便于开展岩土体钻孔内模型试验研究。
[0023]3、实现沿转孔径向对地质模型钻孔的孔壁岩土体的加载测试。
[0024]4、各结构之间多采用螺纹和螺栓连接，便于拆装，运输方便，可重复使用。
[0025]下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
[0026]图1为本专利技术一种用于岩土体钻孔内模型试验的装置及方法实施例的结构示意图；
[0027]图2为本专利技术一种用于岩土体钻孔内模型试验的装置及方法实施例的孔内测试机构结构示意图；
[0028]图3为本专利技术一种用于岩土体钻孔内模型试验的装置及方法实施例的孔壁测试机
构结构示意图；
[0029]图4为本专利技术一种用于岩土体钻孔内模型试验的装置及方法实施例的反力座结构示意图；
[0030]图5为本专利技术一种用于岩土体钻孔内模型试验的装置及方法实施例的支撑板结构示意图；
[0031]图6为本专利技术一种用于岩土体钻孔内模型试验的装置及方法实施例的模型箱结构示意图一；
[0032]图7为本专利技术一种用于岩土体钻孔内模型试验的装置及方法实施例的模型箱结构示意图二；
[0033]图8为本专利技术一种用于岩土体钻孔内模型试验的装置及方法实施例的承压板结构示意图；
[0034]图9为本专利技术一种用于岩土体钻孔内模型试验的装置及方法实施例的盖板结构示意图；
[0035]图10为本专利技术一种用于岩土体钻孔内模型试验的装置及方法实施例的孔内测试模型结构示意图；
[0036]图11为本专利技术一种用于岩土体钻孔内模型试验的装置及方法实施例的孔壁测试模型结构示意图。
[0037]附图标记
[0038]1、底板；2、支撑板；3、压板；4、安装板；5、螺杆一；6、螺杆二；7、反力座；8、法兰座；9、电动缸；10、力传感器一；11、连接管；12、探头；13、千斤顶；14、模型箱；15、避让孔一；16、孔内原位测试仪；17、钢丝绳；18、避让孔二；19、支座；20、转轴；21、摇把；22、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于岩土体钻孔内模型试验的装置，其特征在于：包括底板，底板的上方设置有支撑板，支撑板的一端上方设置有压板，压板的上方设置有安装板，底板、支撑板、压板与安装板之间通过调节结构连接；底板上设置有顶升元件，顶升元件的顶部设置有承压板，承压板上设置有测量顶升力的力传感器，支撑板上设置有与承压板相适配的通孔，支撑板上设置有模型箱，模型箱位于通孔的正上方，压板位于模型箱的正上方；支撑板上设置有孔壁测试机构，孔壁测试机构位于模型箱的一侧，安装板上设置有孔内测试机构，孔内测试机构位于模型箱的正上方，压板上设置有使孔内测试机构穿过的避让孔一；孔壁测试机构、力传感器均通过数据采集器与计算机连接，计算机、顶升元件和孔壁测试机构与电源连接。2.根据权利要求1所述的一种用于岩土体钻孔内模型试验的装置，其特征在于：所述调节结构包括螺杆二，底板、支撑板、压板与安装板上设置有使螺杆二穿过的通孔，底板、支撑板、压板与安装板的上下表面均设置有限位的螺母，螺母套设在螺杆二上。3.根据权利要求1所述的一种用于岩土体钻孔内模型试验的装置，其特征在于：所述底板的一端与支撑板的一端设置有螺杆一，底板、支撑板上设置有使螺杆一穿过的通孔，底板、支撑板的上下表面均设置有限位的螺母，螺母套设在螺杆一上。4.根据权利要求1所述的一种用于岩土体钻孔内模型试验的装置，其特征在于：所述模型箱为三个侧面封闭，一个侧面敞口的矩形结构，模型箱的上顶面和下底面敞口设置，模型箱的内部设置有将侧面敞口封闭的侧板一或侧板二，侧板二的中部设置有向内凹的半圆柱型的模具。5.根据权利要求1所述的一种用于岩土体钻孔内模型试验的装置，其特征在于：所述顶升元件为千斤顶，千斤顶通过油管与油泵连接，油泵与控制箱连接，控制箱与电源连接。6.根据权利要求1所述的一种用于岩土体钻孔内模型试验的装置，其特征在于：所述承压板的中部设置有放置力传感器的安装盒，安装盒的侧壁与承压板之间通过若干个加筋板连接，安装盒的侧壁上设置有使力传感器的线穿过的缺口，力传感器与数据采集...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙巍锋，兰恒星，李郎平，伍宇明，晏长根，包含，刘鑫，董忠红，许江波，石玉玲，刘世杰，田朝阳，梁秦源，王小婵，李洲辰，任轩承，
申请(专利权)人：中国科学院地理科学与资源研究所，
类型：发明
国别省市：